Aandrijfas met homokinetische koppelingen:


Op deze pagina worden de volgende onderdelen beschreven:
-Aandrijfas
-Homokinetische koppeling
-Tripodekoppeling



Aandrijfas:
Een aandrijfas brengt de aandrijfkrachten over naar de wielen. De aandrijfas zit bij voorwielaangedreven auto's met de binnenzijde aan de versnellingsbak en met de buitenzijde aan het fuseestuk bevestigd. De as steekt in de onderstaande afbeelding bij nummer 5 door het wiellager heen welke ook vertanding heeft. De vertandingen grijpen in elkaar, waardoor het wiellager met de flens mee gaat draaien bij aandrijving van de aandrijfas.
Bij achterwielaangedreven auto's zit de versnellingsbak meestal in lengterichting aan de motor en via de cardanas het cardan aangedreven, die de kracht verdeeld naar beide aandrijfassen waardoor de achterwielen aangedreven worden. Ook hier zit de vertanding (afb. nummer 5) in het wiellager bevestigd.



De gedeeltes 1 en 5 in de bovenstaande afbeelding blijven horizontaal staan. Omdat het wiel in- en uit moet kunnen veren en stuurbewegingen moet kunnen maken, moeten er bewegende delen in de aandrijfas aanwezig zijn. Deze bewegingen worden mogelijk gemaakt door het toepassen van de homokinetische koppelingen. De ene kant van de aandrijfas zit zit met een homokinetische koppeling aan de versnellingsbak of cardan bevestigd, de andere kant met een homokinetische koppeling in het onafgeveerde gedeelte van de veerpoot. Het onafgeveerde wil zeggen, dat het gedeelte ónder de veer zit en dus de weg volgt (kuilen / heuvels). Het afgeveerde gedeelte van de auto is alles wat rust op de veren (en dus mee veert met in- en uitveren van de auto). Er is dus met in- en uitveren en hoogteverschil ten opzichte van de motor/versnellingsbak en het fuseestuk waar de as in zit. Er kan dus geen complete rechte as gemonteerd worden. De as zal aan beide zijden altijd een bepaalde hoek moeten maken. Wanneer de auto ver ingeveerd is, zal de aandrijfas (gedeelte 3) schuiner staan dan wanneer de auto uitgeveerd is.

Omdat een lange aandrijfas nadelig kan zijn voor de constructie van de auto, kan er ook een tussenas gemonteerd zitten. In de onderstaande afbeelding wordt dit verduidelijkt.
Bij een onderstel waarbij een aandrijfas uit voertuig A niet past; het subframe of de draagarm zit in de weg; dan kan gekozen worden om een tussenas te monteren. De tussenas, zoals deze te zien is in voertuig B, zit horizontaal in het differentieel gemonteerd. Aan de rechterkant van de tussenas zit de binnenste homokineet van de aandrijfas gemonteerd. Op dit punt zit de aandrijfas op een vast punt van de carrosserie of het subframe bevestigd.
De aandrijfas aan de rechter kant komt daardoor wel onder een grotere hoek te staan dan bij voertuig A.





Homokinetische koppeling:
Een homokineet wordt ook wel een Rzeppakoppeling genoemd (genoemd naar de uitvinder Alfred Hans Rzeppa). Een homokineet maakt het mogelijk dat de wielen aangedreven worden terwijl het voertuig kan in- en uitveren en sturen. De koppeling is zo geconstrueerd dat de hoek waaronder de aandrijfas komt te staan geen invloed heeft op de hoeksnelheid waarmee de as draait. De snelheid van de binnenste homokineet is exact hetzelfde als van de buitenste. Bij een kruiskoppeling is dit anders; hierbij ontstaat een oneenparige beweging.
In de onderstaande afbeelding is een homokineet te zien die aan de wielzijde wordt toegepast. Linksonder is de aandrijfas te zien. Verder zijn de kogellagers en de spiebanen zichtbaar, omdat de homokineet hier onder onder een hoek geplaatst is.



In de onderstaande animatie is te zien hoe de homokineet werkt.

Visualiseer dat het rode gedeelte de aandrijfas nummer 3 uit de bovenste afbeelding op de pagina is en het groene gedeelte nummer 5. De aandrijfas maakt nu een grote hoek. Doordat de gele kogels zowel horizontaal in de groene sleuven, als in de rode sleuven heen-en-weer kunnen rollen, kan de as zonder schokken of krachtverlies draaien. De kracht word dus vanaf de rode sleuf op de gele kogels doorgegeven, die op zijn beurt de kracht op de groene sleuf doorgeeft. Alle aandrijfkrachten worden dus door de kogels doorgegegeven.

Om de homokinetische koppeling zit een beschermhoes zoals in de bovenste afbeelding te zien is. In deze hoes zit speciaal  molykotevet. Deze hoes is erg flexibel, maar wil nog wel eens scheuren waardoor het vet eruit kan komen. Het is belangrijk een gescheurde homokineethoes / aandrijfashoes zo snel mogelijk te vervangen, omdat het vet verdwijnt en er dan ook zand etc. in kan komen. Zand en vuil zal in het vet blijven plakken. De homokinetische koppeling zal daardoor snel kapot gaan. Op het moment dat een homokinetische koppeling defect is, zal aan de wielzijde een tikkend geluid hoorbaar zijn bij het rijden in een bocht en zal aan de versnellingsbakzijde een trilling veroorzaakt worden tijdens het accelereren.

Bij het vervangen van de stofhoes dient de aandrijfas gedemonteerd te worden. Soms is het mogelijk om de hoes te vervangen terwijl de aandrijfas nog aan de eindvertraging (de versnellingsbak of het differentieel) gemonteerd zit. Het fuseestuk moet aan boven- of onderzijde losgemaakt worden. Vaak dient ook de buitenste stuurkogel van de spoorstang uit het fusee gedemonteerd te worden. Dit is in de onderstaande afbeelding te zien.



Wanneer de aandrijfas uit het fuseestuk gedemonteerd is, dient eerst de slangklem van de hoes losgemaakt te worden. De hoes kan van de homokineet afgeschoven worden, waarna de homokineet van de aandrijfas gedemonteerd kan worden. Vaak kan de homokineet er met een hamer vanaf geslagen worden; de borgring zit op de aandrijfas, in de homokineet. Soms zit er ook een borgring aan de aandrijfas die eerst gedemonteerd moet worden voordat de homokineet eraf geschoven kan worden. Raadpleeg hiervoor de reparatiehandleidingen van de fabrikant.
Bij montage van de homokineet moet erop worden gelet dat de borgring op zijn plek zit; wanneer de borgring op de aandrijfas zit en de homokineet er overheen geschoven moet worden, moet de homokineet ver genoeg op de as geschoven worden. Wanneer dat niet het geval is, zal de homokineet tijdens stuurbewegingen van de as glippen. Om te controleren of de homokineet en de borgring goed op hun plek zitten, kan er gevoeld worden voor speling op beide delen; er moet een hele kleine speling voelbaar zijn. Zit de homokineet helemaal vast op de as, dan bestaat de mogelijkheid dat deze nog niet goed op zijn plek zit.



Tripodekoppeling:
Aan de binnenzijde (de versnellingsbak- of differentieelzijde) wordt vaak een tripodekoppeling toegepast. Dit is niet altijd het geval; er wordt ook dikwijls gebruik gemaakt van de homokineet die hierboven beschreven is. Een tripodekoppeling werkt anders en is te herkennen aan zijn grotere behuizing. In de onderstaande afbeelding is de tripodekoppeling weergeven.



De tripodekoppeling heeft vaak drie ronddraaiende looprollen die in een sleuf van de behuizing geschoven worden. De looprollen maken het mogelijk dat de aandrijfas, net als bij de Rzeppakoppeling, een zuiver ronddraaiende beweging kan maken. Het voordeel van deze koppeling is dat de aandrijfas over een grote afstand in de behuizing heen en weer kan bewegen. Deze koppeling is bij slijtage gevoelig voor het veroorzaken van trillingen. De spiebanen in de behuizing zullen vervormen, waardoor de looprollen worden geforceerd om een andere beweging te maken dan dat de bedoeling is, met een trilling als gevolg. Deze trilling is tijdens het accelereren te voelen in het stuurwiel en soms wel in de gehele auto. Door de aandrijfas te demonteren kan heel makkelijk geconstateerd worden of de tripodekoppeling versleten is, of dat de oorzaak ergens anders gezocht moet worden. Na het verwijderen van het vet kan men met de hand voelen voor onenigheden in de behuizing; is er een kuiltje of een braam voelbaar, dan is het aan te raden om een nieuwe koppeling te monteren. Soms is er maar één van de twee tripodekoppelingen defect. Aangezien de prijs van deze koppelingen erg hoog is, is het de moeite waard om van te voren te controleren wélke koppeling er daadwerkelijk versleten is voordat beide kanten preventief vervangen worden.

In de onderstaande afbeelding is een exploded view van een tripodekoppeling te zien: